Java多线程同步

多线程同步

多线程的安全问题

​ 线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写
操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，
否则的话就可能影响线程安全。

比如有这样的一个例子：

模拟电影院卖票，有100张票，有3个窗口同时卖票

开启3个线程对卖这100张票

代码：

public class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    /*
     * 执行卖票操作
     */
    @Override
    public void run() {
    //每个窗口卖票的操作
    //窗口 永远开启
        while (true) {
            if (ticket > 0) {//有票 可以卖
            //出票操作
            //使用sleep模拟一下出票时间
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            //获取当前线程对象的名字
                String name = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println(name + "正在卖:" + ticket);
                ticket--;
            }else{
                break;
            }
        }
    }
}

卖票：

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //创建线程任务对象
        Ticket ticket = new Ticket();
        //创建三个窗口对象
        Thread t1 = new Thread(ticket, "窗口1");
        Thread t2 = new Thread(ticket, "窗口2");
        Thread t3 = new Thread(ticket, "窗口3");
        //同时卖票
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

最后产生的结果：

有两个问题：

1. 相同的票数,比如5这张票被卖了两回。
2. 不存在的票，比如0票与-1票，是不存在的。

这种问题，几个窗口(线程)票数不同步了，就是线程的安全问题

解决方法就是使用多线程同步

那么什么是多线程同步呢？

根据例子来简述：

• 窗口1线程进入操作的时候，窗口2和窗口3线程只能在外等着，窗口1操作结束，窗口1和窗口2和窗口3才有机会进入代码去执行。也就是说在某个线程修改共享资源的时候，其他线程不能修改该资源，等待修改完毕同步之后，才能去抢夺CPU资源，完成对应的操作，保证了数据的同步性，解决了线程不安全的现象。

3种方式完成同步操作

第一种方式：同步代码块

synchronized(同步锁){
    需要同步操作的代码
}

同步锁:

对象的同步锁只是一个概念,可以想象为在对象上标记了一个锁.

1. 锁对象 可以是任意类型。
2. 多个线程对象 要使用同一把锁。

注意:在任何时候,最多允许一个线程拥有同步锁,谁拿到锁就进入代码块,其他的线程只能在外等着

代码：

public class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100;

    //创建一个锁对象
    Object lock = new Object();

    /*
     * 执行卖票操作
     */
    @Override
    public void run() {
    //每个窗口卖票的操作
    //窗口 永远开启
        while (true) {
            synchronized (lock){
                if (ticket > 0) {//有票 可以卖
                //出票操作
                //使用sleep模拟一下出票时间
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                //获取当前线程对象的名字
                    String name = Thread.currentThread().getName();
                    System.out.println(name + "正在卖:" + ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

最后结果：

​ 解决了线程的安全问题

第二种方法：同步方法

使用synchronized修饰的方法,就叫做同步方法,保证A线程执行该方法的时候,其他线程只能在方法外
等着。

public synchronized void method(){
	可能会产生线程安全问题的代码
}

这里的同步锁是谁?

​ 对于非static方法,同步锁就是this。
对于static方法,我们使用当前方法所在类的字节码对象(类名.class)。

使用代码：

public class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    //创建锁对象
    //Object lock  = new Object();
    /*
     * 执行卖票操作
     */
    @Override
    public void run() {
    //每个窗口卖票的操作
    //窗口 永远开启
        while (true) {
            sellTicket();
            if (ticket<=0){
                break;
            }
        }
    }

    public synchronized void sellTicket(){
        if (ticket > 0) {//有票 可以卖
            //出票操作
            //使用sleep模拟一下出票时间
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //获取当前线程对象的名字
            String name = Thread.currentThread().getName();
            System.out.println(name + "正在卖:" + ticket);
            ticket--;
        }
    }
}

结果：

也解决了线程线程安全问题

有可能整个方法中所有的代码都是需要加同步的, 这个时候用同步代码块就不是特别合适了. 用同步方法会更简单一些.

第三种方法:Lock锁：

java.util.concurrent.locks.Lock 机制提供了比synchronized代码块和synchronized方法更广泛的锁定操作,
同步代码块/同步方法具有的功能Lock都有,除此之外更强大,更体现面向对象。

有以下两个方法，分别是加锁与释放锁：

public void lock()//加同步锁
public void unlock()//释放同步锁

注：Lock锁是接口，所以要用它的实现类ReentrantLock来获取锁对象

使用代码：

public class Ticket implements Runnable {
    private int ticket = 100;
    //创建锁对象
    //Object lock  = new Object();
    //创建lock锁对象
    Lock lock = new ReentrantLock();
    /*
     * 执行卖票操作
     */
    @Override
    public void run() {
    //每个窗口卖票的操作
    //窗口 永远开启
        while (true) {
            lock.lock();
                if (ticket > 0) {//有票 可以卖
                    //出票操作
                    //使用sleep模拟一下出票时间
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    //获取当前线程对象的名字
                    String name = Thread.currentThread().getName();
                    System.out.println(name + "正在卖:" + ticket);
                    ticket--;
                }else{
                    break;
                }
            lock.unlock();
        }
    }

}

结果：

也解决了线程安全问题。
以上就是解决安全问题的3中方式